Wodorotlenek sodowy, ciężar cząst. 40,00, zwany dawniej sodą żrącą lub kaustyczną, otrzymuje się następującymi metodami:
– 1. Przeważną ilość stosowanego w technice wodorotlenku sodowego wytwarza się obecnie przez elektrolizę chlorku sodowego w roztworze wodnym. Wobec tego, że potencjał normalny sodu jest znacznie bardziej ujemny niż wodoru, wydziela się na katodzie wodór kosztem rozkładu wody. Powstające zaś równocześnie aniony OH- tworzą z jonami Na+ wodorotlenek. Na anodzie wydziela się wolny chlor. Ponieważ ten ostatni reaguje z NaOH, odtwarzając chlorek obok podchlorynu lub chloranu (por. § 125 i 127), należy zapobiec mieszaniu się produktów elektrolizy. Osiąga się to w technice następującymi sposobami.
a. W metodzie przeponowej przestrzenie elektrodowe oddzielone są od siebie przeponą porowatą, przepuszczalną dla prądu, lecz zapobiegającą mechanicznemu mieszaniu się cieczy. We współczesnych instalacjach, jak np. w aparacie B i 11 i t e r a, przedstawionym schematycznie na rysunku 145, przepona wykonana jest z azbestu z osadzonym na nim gipsem lub siarczanem barowym. Umieszcza się ją poziomo nad dnem płaskiego naczynia żelaznego, bezpośrednio pod nią zaś znajduje się katoda w postaci żelaznego sita. Anoda, sporządzona ze sztucznego grafitu, ma kształt poziomej płyty i znajduje się w roztworze soli nad przeponą. Roztwór wodorotlenku powstający wskutek elektrolizy ścieka poprzez katodę na dno, skąd odprowadza się go do płaskich naczyń, gdzie zostaje odparowany. Stosowane są też aparaty z przeponą pionową.
Metoda przeponowa pracuje z dużą wydajnością prądu (około 90%), Wobec znacznego oporu, stawianego przez przeponę przepływowi prądu, wymaga jednak stosowania dość dużych napięć. Dla uniknięcia spowodowanego tym dużego zużycia energii elektrycznej próbowano w tzw. metodzie dzwonowej zapobiec mieszaniu się produktów elektrolizy przez wykorzystanie faktu, że powstający roztwór wodorotlenku jest cięższy od wyjściowego roztworu chlorku. Bez użycia przepony rozdzielenie cieczy elektrodowych jest jednak niezbyt dokładne, tak iż NaOH wy twarzany metodą dzwonową zawierał stosunkowo duże ilości chlorku. Wobec tego metoda ta obecnie nie jest stosowana.
b. Szczególnie czysty produkt otrzymuje się w metodzie „rtęciowej“ Castnera-Kellnera. W metodzie tej przestrzenie elektrodowe oddzielone są od siebie nieprzenikliwą przegrodą dochodzącą prawie do dna naczynia, na którym znajduje się warstwa rtęci (rys. 146). Anoda grafitowa A umieszczona jest w przedziale zawierającym elektrolizowany roztwór chlorku sodowego. Jako katoda służy tu rtęć. Wydzielenie gazowego wodoru na powierzchni elektrody rtęciowej napotyka trudności i wymaga znacznie wyższego napięcia, aniżeli to wynika z położenia wodoru w szeregu napięciowym (tzw. zjawisko nadnapięcia). Wobec tego w czasie elektrolizy wydziela się sód, który rozpuszcza się w rtęci, tworząc z nią amalgamat (ortęć). Wskutek stałego przepływu rtęci w elektrolizerze, zanim stężenie sodu w amalgamacie osiągnie znaczniejsze wartości, dostaje się on do drugiego przedziału, gdzie styka się z rozcieńczonym roztworem wodorotlenku. Sód przechodzi do roztworu w postaci jonów Na+, równocześnie zaś na umieszczonej w tym przedziale katodzie żelaznej K wydziela się gazowy wodór i powstaje równoważna ilość jonów OH-. Uwolniona od sodu rtęć powraca do obiegu.
Leave a reply